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(共25张PPT)
第十四章 内能的利用
第3节 热机的效率
教学分析
课前准备
学习目标
1.能从能量转化的角度认识燃料的热值，并能利用燃料的热值计算燃料完全燃烧时放出的热量。
2.了解热机的效率，知道热机工作时燃料燃烧释放能量的主要流向，知道提高热机效率的方法及意义所在。
课前准备
教学分析
学习重点：能利用热值表进行有关燃料燃烧的简单计算。
学习难点：了解热机中的能量转化及损失、热机效率。
学习方法：小组合作探究法。
相关准备：火柴、铁丝、汽油、坩埚钳、课前收集关于各种热机效率的资料。
教学内容
01
情境引入
02
互动新授
03
巩固拓展
04
课堂小结
点我喔
想一想
情境引入
我们已经学习了热机是利用内能做功的机器。
汽油机是将汽油的化学能转化为机械能；
柴油机是将柴油的化学能转化为机械能。
那么燃烧汽油和燃烧柴油释放出的能量一样吗
这就是我们要讲的第一个问题——燃料的热值。
互动新授
知识点一 燃料的热值
燃料
燃烧是生活中一种常见的现象，人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。
如图所示，在现代社会，人类所用能量的很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的。
互动新授
想一想
阅读教材P30“想想议议”,结合生活经验举例说明常见的常规燃料并进行分类（如下图）。
互动新授
固体燃料：木柴、煤等。
液体燃料：汽油、柴油、酒精等。
气体燃料：煤气、天然气等。
总结：
燃烧过程中的能量转化：将燃料的化学能转化为内能。
互动新授
热值
相同质量的木柴和汽油，燃烧产生的热量一样多吗
哪个放出的热量更多
想一想
点燃一根干木柴和一根与干木柴等长等粗的沾满汽油的铁丝，观察燃烧的时间和燃烧程度。
演示实验
互动新授
自主学习教材中的内容，大家能得出什么结论？
相同质量的干木柴和汽油燃烧时放出的热量是不同的。
想一想
总结：
我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。
互动新授
热值在数值上等于1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，单位是焦每千克，符号是J/kg。
如表所示，是一些燃料的热值表：
自主学习
通过表格我们可以了解到一些固体、液体、气体燃料的热值，
同时思考以下问题：
(1)表中哪种燃料的热值最大 哪种燃料的热值最小
(2)焦炭的热值是多少 它表示的物理意义是什么
(3)火箭为什么采用液态氢作燃料
互动新授
想一想
互动新授
热量的计算
1 kg焦炭完全燃烧放出的热量是3.0×10 J, 计算5 kg焦炭完全燃烧放出的热量是多少焦耳
想一想
提示：
用m表示燃料的质量，q表示燃料的热值，则质量是m的燃料完全燃烧放出的热量是Q＝qm。
互动新授
30 kg汽油完全燃烧可放出多少热量
汽油的热值是q＝4.6×10 J/kg,
Q放 ＝qm＝4.6×10 J/kg×30 kg
＝1.38×10 J。
想一想
互动新授
知识点二 热机的效率
燃料的利用率
自主学习教材 P31～32内容，并且思考以下问题：
(1)燃料燃烧过程是否能将所蕴含的化学能全部释放出来
(2)当用煤烧水时，煤燃烧放出的热量能否全部被水吸收
自主学习
互动新授
燃料不能有效利用的原因有：
(1)燃料燃烧时很难完全燃烧。
(2)燃料燃烧过程中有热量损失，即有效利用的热量比放出的热量小。
总结
互动新授
热机的效率
站在正在工作的汽油机或柴油机的排气口附近时，会闻到汽油或柴油的气味，或者看见排出的黑烟，还能感觉到热。这是为什么？
想一想
互动新授
闻到汽油或柴油的气味或者看到排出的黑烟，是因为汽油或柴油没有完全燃烧就排放出来。
感觉到热是因为热机工作时传热和排出温度较高的尾气产生的，这些热量散失要带走很大一部分能量。
在热机工作过程中不可避免地存在摩擦(如活塞和气缸之间的摩擦、各部件连接处的摩擦等),也会使能量有所损失。
总结
互动新授
结合下图思考，在内燃机中燃料释放的能量都到哪里去了
想一想
互动新授
对于热机而言，燃料燃烧释放的能量只有一部分用来做有用功，
为了反映燃料的利用率引入了热机效率的概念：
用来做有用功的这部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比， 叫作热机的效率。
热机的效率是热机性能的重要指标。
互动新授
请大家自主阅读教材内容，了解几种热机的效率，然后通过小组讨论总结提高燃料利用率的方法有哪些。
一是让燃料尽可能地充分燃烧；
二是充分利用各种废气，减少热量的损失。
想一想
【例1】关于热值的概念，下列说法中正确的是（ ）。
A. 燃料燃烧越充分，其热值越大
B. 燃料没有燃烧，其热值为零
C.燃料燃烧时放出热量越多，其热值越大
D.燃料的热值与燃料的质量及燃烧情况无关

【解析】热值是燃料的一种特性，与燃料的质量和燃烧情况无关。
巩固拓展
D
【例2】以下提高热机效率的方法中，错误的是（ ） 。
A. 尽量减小热机功率
B. 尽量使燃料充分燃烧
C. 保证转动部分良好的润滑
D. 尽量减少各种热散失
【解析】热机功率是指单位时间内对外输出的功；
燃料燃烧得越充分，能量损失越少，热机的效率越高；
减少由于摩擦消耗的能量，可以提高热机效率；
减少各种热散失，可以提高热机的效率。
巩固拓展
A
课堂小结
一、燃料的热值
定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，符号为q，单位是焦每千克（J/kg）。
物理意义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
热量计算：Q=qm（m为燃料质量）。
二、热机的效率
能量损失原因：
燃料未完全燃烧；热量散失；机械摩擦。
定义：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，是热机性能的重要指标。
提高效率的方法：
让燃料充分燃烧；减少热量损失；减小摩擦。
谢谢观看

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